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Oracle Solaris 管理：安全服务 Oracle Solaris 11 Information Library (简体中文) |
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本节介绍如何生成对称密钥、如何创建校验和来检验文件完整性以及如何避免文件遭到窃听。本节中的命令可由一般用户运行。开发者可以编写使用这些命令的脚本。
加密框架可帮助您保护文件。以下任务列表列出了用于列出可用算法以及通过加密方式保护文件的过程。
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加密文件以及生成文件的 MAC 时需要使用密钥。密钥应来源于随机数池。
要创建密钥，有三种选择：
如果您的站点上有随机数生成器，请使用此生成器。
如果要生成密钥并将其存储，请参见如何使用 pktool 命令生成对称密钥。
否则，请使用以下过程。以下过程要求提供密钥大小（以位为单位）。与之相反，pktool 命令将根据您指定的算法确定正确的密钥大小。
% encrypt -l Algorithm Keysize: Min Max (bits) ------------------------------------------ aes 128 128 arcfour 8 128 des 64 64 3des 192 192 % mac -l Algorithm Keysize: Min Max (bits) ------------------------------------------ des_mac 64 64 sha1_hmac 8 512 md5_hmac 8 512 sha256_hmac 8 512 sha384_hmac 8 1024 sha512_hmac 8 1024
将最小最大密钥和最大密钥大小除以 8。最小密钥大小和最大密钥大小不同时，可以使用中间密钥大小。例如，可以将值 8、16 或 64 传递到 sha1_hmac 和 md5_hmac 函数的 dd 命令。
% dd if=/dev/urandom of=keyfile bs=n count=n
输入文件。要生成随机密钥，请使用 /dev/urandom 文件。
保存所生成密钥的输出文件。
密钥大小（以字节为单位）。要获取字节长度，请将密钥的位长度除以 8。
输入块的计数。n 的值应为 1。
密钥文件不应由除用户之外的任何人读取。
% chmod 400 keyfile
示例 12-1 创建用于 AES 算法的密钥
在下面的示例中，将创建一个用于 AES 算法的密钥。该密钥还将进行存储以供日后解密之用。AES 机制使用 128 位密钥。该密钥在 dd 命令中表示为 16 字节。
% ls -al ~/keyf drwx------ 2 jdoe staff 512 May 3 11:32 ./ % dd if=/dev/urandom of=$HOME/keyf/05.07.aes16 bs=16 count=1 % chmod 400 ~/keyf/05.07.aes16
示例 12-2 创建用于 DES 算法的密钥
在下面的示例中，将创建一个用于 DES 算法的密钥。该密钥还将进行存储以供日后解密之用。DES 机制使用 64 位密钥。该密钥在 dd 命令中表示为 8 字节。
% dd if=/dev/urandom of=$HOME/keyf/05.07.des8 bs=8 count=1 % chmod 400 ~/keyf/05.07.des8
示例 12-3 创建用于 3DES 算法的密钥
在下面的示例中，将创建一个用于 3DES 算法的密钥。该密钥还将进行存储以供日后解密之用。3DES 机制使用 192 位密钥。该密钥在 dd 命令中表示为 24 字节。
% dd if=/dev/urandom of=$HOME/keyf/05.07.3des.24 bs=24 count=1 % chmod 400 ~/keyf/05.07.3des.24
示例 12-4 创建用于 MD5 算法的密钥
在下面的示例中，将创建一个用于 MD5 算法的密钥。该密钥还将进行存储以供日后解密之用。该密钥在 dd 命令中表示为 64 字节。
% dd if=/dev/urandom of=$HOME/keyf/05.07.mack64 bs=64 count=1 % chmod 400 ~/keyf/05.07.mack64
某些应用程序要求使用对称密钥对通信进行加密和解密。在此过程中，应创建一个对称密钥并存储它。
如果您的站点有随机数生成器，可使用此生成器为该密钥创建随机数。此过程不使用您站点的随机数生成器。
您可以使用以 /dev/urandom 设备作为输入的 dd 命令。dd 命令不会存储密钥。有关此过程，请参见如何使用 dd 命令生成对称密钥。
使用以下方法之一。
以文件存储的密钥的优点是，您可以从该文件提取密钥以用于应用程序的密钥文件中，如 /etc/inet/secret/ipseckeys 文件或 IPsec。
% pktool genkey keystore=file outkey=key-fn \ [keytype=generic|specific-symmetric-algorithm] [keylen=size-in-bits] \ [dir=directory] [print=n]
值 file 指定密钥存储位置的文件类型。
keystore=file 时的文件名。
无论对称密钥为何种长度，值均为 generic。对于特定算法，指定 aes、arcfour、des 或 3des。
密钥的长度（以位为单位）。该数字必须可以被 8 整除。请勿对 des 或 3des 指定此值。
key-fn 所在的目录路径。缺省情况下，directory 是当前目录。
将密钥显示至终端窗口。缺省情况下，print 的值为 n。
PKCS #11 密钥库的优点是，您可以按密钥标签检索密钥。此方法适用于加密和解密文件所用的密钥。在使用此方法之前，必须先完成步骤 1。
% pktool genkey label=key-label \ [keytype=generic|specific-symmetric-algorithm] [keylen=size-in-bits] \ [token=token] [sensitive=n] [extractable=y] [print=n]
密钥的用户指定标签。可以从密钥库中按密钥标签检索密钥。
无论对称密钥为何种长度，值均为 generic。对于特定算法，指定 aes、arcfour、des 或 3des。
密钥的长度（以位为单位）。该数字必须可以被 8 整除。请勿对 des 或 3des 指定此值。
令牌名称。缺省情况下，令牌是 Sun Software PKCS#11 softtoken。
指定密钥的敏感度。当此值为 y 时，不可使用 print=y 参数显示密钥。缺省情况下，sensitive 的值为 n。
指定可从密钥库提取密钥。指定 n 可阻止提取密钥。
将密钥显示至终端窗口。缺省情况下，print 的值为 n。
在使用此方法之前，必须先完成步骤 1。
% pktool keystore=nss genkey label=key-label \ [keytype=[keytype=generic|specific-symmetric-algorithm] [keylen=size-in-bits] [token=token] \ [dir=directory-path] [prefix=database-prefix]
值 nss 指定密钥存储位置的 NSS 类型。
密钥的用户指定标签。可以从密钥库中按密钥标签检索密钥。
无论对称密钥为何种长度，值均为 generic。对于特定算法，指定 aes、arcfour、des 或 3des。
密钥的长度（以位为单位）。该数字必须可以被 8 整除。请勿对 des 或 3des 指定此值。
令牌名称。缺省情况下，该令牌为 NSS 内部令牌。
NSS 数据库所在的目录路径。缺省情况下，directory 是当前目录。
NSS 数据库的前缀。缺省为无前缀。
将密钥显示至终端窗口。缺省情况下，print 的值为 n。
根据密钥的存储位置，使用以下命令之一。
% pktool list keystore=file objtype=key infile=key-fn Found n keys. Key #1 - keytype:location (keylen)
$ pktool list objtype=key Enter PIN for keystore: Found n keys. Key #1 - keytype:location (keylen)
示例 12-5 使用 pktool 命令创建对称密钥
在以下示例中，用户首先创建一个 PKCS #11 密钥库，随后为应用程序生成一个较大的对称密钥。最后，用户验证密钥是否位于密钥库中。
# pktool setpin Create new passphrase:easily-remembered-hard-to-detect-password Re-enter new passphrase:Retype password Passphrase changed. % pktool genkey label=specialappkey keytype=generic keylen=1024 Enter PIN for Sun Software PKCS#11 softtoken :Type password % pktool list objtype=key Enter PIN for Sun Software PKCS#11 softtoken :Type password Found 1 keys. Key #1 - symmetric: specialappkey (1024 bits)
示例 12-6 使用 pktool 命令创建 DES 密钥
在下面的示例中，将创建一个用于 DES 算法的密钥。该密钥存储在本地文件中以供日后解密之用。该命令使用 400 权限保护文件。创建了密钥后，print=y 选项将在终端窗口显示生成的密钥。
DES 机制使用 64 位密钥。拥有密钥文件的用户将使用 od 命令检索密钥。
% pktool genkey keystore=file outkey=64bit.file1 keytype=des print=y
Key Value ="a3237b2c0a8ff9b3"
% od -x 64bit.file1
0000000 a323 7b2c 0a8f f9b3示例 12-7 为 IPsec 安全关联创建对称密钥
在以下示例中，管理员手动为 IPsec SA 创建密钥材料并将其存储在文件中。然后，管理员将密钥复制到 /etc/inet/secret/ipseckeys 文件，并销毁原始文件。
首先，管理员创建并显示 IPsec 策略要求的密钥：
# pktool genkey keystore=file outkey=ipencrin1 keytype=generic keylen=192 print=y Key Value ="294979e512cb8e79370dabecadc3fcbb849e78d2d6bd2049" # pktool genkey keystore=file outkey=ipencrout1 keytype=generic keylen=192 print=y Key Value ="9678f80e33406c86e3d1686e50406bd0434819c20d09d204" # pktool genkey keystore=file outkey=ipspi1 keytype=generic keylen=32 print=y Key Value ="acbeaa20" # pktool genkey keystore=file outkey=ipspi2 keytype=generic keylen=32 print=y Key Value ="19174215" # pktool genkey keystore=file outkey=ipsha21 keytype=generic keylen=256 print=y Key Value ="659c20f2d6c3f9570bcee93e96d95e2263aca4eeb3369f72c5c786af4177fe9e" # pktool genkey keystore=file outkey=ipsha22 keytype=generic keylen=256 print=y Key Value ="b041975a0e1fce0503665c3966684d731fa3dbb12fcf87b0a837b2da5d82c810"
然后，管理员创建以下 /etc/inet/secret/ipseckeys 文件：
## SPI values require a leading 0x. ## Backslashes indicate command continuation. ## ## for outbound packets on this system add esp spi 0xacbeaa20 \ src 192.168.1.1 dst 192.168.2.1 \ encr_alg aes auth_alg sha256 \ encrkey 294979e512cb8e79370dabecadc3fcbb849e78d2d6bd2049 \ authkey 659c20f2d6c3f9570bcee93e96d95e2263aca4eeb3369f72c5c786af4177fe9e ## ## for inbound packets add esp spi 0x19174215 \ src 192.168.2.1 dst 192.168.1.1 \ encr_alg aes auth_alg sha256 \ encrkey 9678f80e33406c86e3d1686e50406bd0434819c20d09d204 \ authkey b041975a0e1fce0503665c3966684d731fa3dbb12fcf87b0a837b2da5d82c810
在验证 ipseckeys 文件的语法有效之后，管理员将销毁原始密钥文件。
# ipseckey -c /etc/inet/secret/ipseckeys # rm ipencrin1 ipencrout1 ipspi1 ipspi2 ipsha21 ipsha22
管理员通过使用 ssh 命令或其他安全机制，将 ipseckeys 文件复制到通信系统。在通信系统中，将反转保护。ipseckeys 文件中的第一个条目保护传入数据包，第二个条目保护传出数据包。通信系统中没有生成任何密钥。
计算文件摘要时，可以通过比较摘要输出来检查文件是否被篡改。摘要不会修改原始文件。
% digest -l md5 sha1 sha256 sha384 sha512
为 digest 命令提供一种算法。
% digest -v -a algorithm input-file > digest-listing
显示以下格式的输出：
algorithm (input-file) = digest
用于计算文件摘要的算法。键入步骤 1 的输出中显示的算法。
digest 命令的输入文件。
digest 命令的输出文件。
示例 12-8 使用 MD5 机制计算摘要
在下面的示例中，digest 命令使用 MD5 机制计算电子邮件附件的摘要。
% digest -v -a md5 email.attach >> $HOME/digest.emails.05.07 % cat ~/digest.emails.05.07 md5 (email.attach) = 85c0a53d1a5cc71ea34d9ee7b1b28b01
未使用 -v 选项时，摘要保存时不会包含随附信息：
% digest -a md5 email.attach >> $HOME/digest.emails.05.07 % cat ~/digest.emails.05.07 85c0a53d1a5cc71ea34d9ee7b1b28b01
示例 12-9 使用 SHA1 机制计算摘要
在下面的示例中，digest 命令使用 SHA1 机制提供目录列表。结果存放于文件中。
% digest -v -a sha1 docs/* > $HOME/digest.docs.legal.05.07 % more ~/digest.docs.legal.05.07 sha1 (docs/legal1) = 1df50e8ad219e34f0b911e097b7b588e31f9b435 sha1 (docs/legal2) = 68efa5a636291bde8f33e046eb33508c94842c38 sha1 (docs/legal3) = 085d991238d61bd0cfa2946c183be8e32cccf6c9 sha1 (docs/legal4) = f3085eae7e2c8d008816564fdf28027d10e1d983
消息验证代码 (message authentication code, MAC) 可计算文件的摘要并使用密钥进一步保护该摘要。MAC 不会修改原始文件。
% mac -l Algorithm Keysize: Min Max ----------------------------------- des_mac 64 64 sha1_hmac 8 512 md5_hmac 8 512 sha256_hmac 8 512 sha384_hmac 8 1024 sha512_hmac 8 1024
您有两种选择。可以提供生成密钥时所基于的 passphrase（口令短语）。或者，可以直接提供密钥。
如果提供密钥，则其大小必须是适用于相应机制的正确大小。有关此过程，请参见如何使用 dd 命令生成对称密钥。您也可以使用 pktool 命令。有关该过程和一些示例，请参见如何使用 pktool 命令生成对称密钥。
为 mac 命令提供密钥并使用对称密钥算法。
% mac [-v] -a algorithm [-k keyfile | -K key-label [-T token]] input-file
示例 12-10 使用 DES_MAC 和口令短语计算 MAC
在下面的示例中，将使用 DES_MAC 机制和基于口令短语的密钥对电子邮件附件进行验证。MAC 列表将保存到文件中。如果口令短语存储在某个文件中，则除了该用户之外，其他任何人都不能读取该文件。
% mac -v -a des_mac email.attach Enter passphrase: <Type passphrase> des_mac (email.attach) = dd27870a % echo "des_mac (email.attach) = dd27870a" >> ~/desmac.daily.05.07
示例 12-11 使用 MD5_HMAC 和密钥文件计算 MAC
在下面的示例中，将使用 MD5_HMAC 机制和密钥对电子邮件附件进行验证。MAC 列表将保存到文件中。
% mac -v -a md5_hmac -k $HOME/keyf/05.07.mack64 email.attach md5_hmac (email.attach) = 02df6eb6c123ff25d78877eb1d55710c % echo "md5_hmac (email.attach) = 02df6eb6c123ff25d78877eb1d55710c" \ >> ~/mac.daily.05.07
示例 12-12 使用 SHA1_HMAC 和密钥文件计算 MAC
在下面的示例中，将使用 SHA1_HMAC 机制和密钥对目录清单进行验证。结果存放于文件中。
% mac -v -a sha1_hmac \ -k $HOME/keyf/05.07.mack64 docs/* > $HOME/mac.docs.legal.05.07 % more ~/mac.docs.legal.05.07 sha1_hmac (docs/legal1) = 9b31536d3b3c0c6b25d653418db8e765e17fe07a sha1_hmac (docs/legal2) = 865af61a3002f8a457462a428cdb1a88c1b51ff5 sha1_hmac (docs/legal3) = 076c944cb2528536c9aebd3b9fbe367e07b61dc7 sha1_hmac (docs/legal4) = 7aede27602ef6e4454748cbd3821e0152e45beb4
示例 12-13 使用 SHA1_HMAC 和密钥标签计算 MAC。
在下面的示例中，将使用 SHA1_HMAC 机制和密钥对目录清单进行验证。结果将放置在用户的 PKCS #11 密钥库中。用户最初通过使用 pktool setpin 命令创建了密钥库及其口令。
% mac -a sha1_hmac -K legaldocs0507 docs/* Enter pin for Sun Software PKCS#11 softtoken:Type password
要从密钥库中检索 MAC，用户应使用详细选项，并提供密钥标签和通过验证的目录名称。
% mac -v -a sha1_hmac -K legaldocs0507 docs/* Enter pin for Sun Software PKCS#11 softtoken:Type password sha1_hmac (docs/legal1) = 9b31536d3b3c0c6b25d653418db8e765e17fe07a sha1_hmac (docs/legal2) = 865af61a3002f8a457462a428cdb1a88c1b51ff5 sha1_hmac (docs/legal3) = 076c944cb2528536c9aebd3b9fbe367e07b61dc7 sha1_hmac (docs/legal4) = 7aede27602ef6e4454748cbd3821e0152e45beb4
加密文件时，不会删除或更改原始文件。输出文件将被加密。
有关 encrypt 命令的常见错误的解决方案，请参见示例后面的小节。
您有两种选择。可以提供生成密钥时所基于的 passphrase（口令短语）。或者，可以直接提供密钥。
如果提供口令短语，则必须存储或记住该口令短语。如果您联机存储口令短语，则只有您才可以读取该口令短语文件。
如果提供密钥，则其大小必须是适用于相应机制的正确大小。有关此过程，请参见如何使用 dd 命令生成对称密钥。您也可以使用 pktool 命令。有关该过程和一些示例，请参见如何使用 pktool 命令生成对称密钥。
提供密钥并使用 encrypt 命令及对称密钥算法参数。
% encrypt -a algorithm [-v] \ [-k keyfile | -K key-label [-T token]] [-i input-file] [-o output-file]
示例 12-14 创建 AES 密钥以加密文件
在以下示例中，用户创建 AES 密钥并将其存储在现有 PKCS #11 密钥库中以用于加密和解密。用户可以验证密钥是否存在，也可以使用密钥，但是无法查看密钥本身。
% pktool genkey label=MyAESkeynumber1 keytype=aes keylen=256 Enter PIN for Sun Software PKCS#11 softtoken :Type password % pktool list objtype=key Enter PIN for Sun Software PKCS#11 softtoken :<Type password> Found 1 key Key #1 - Sun Software PKCS#11 softtoken: MyAESkeynumber1 (256)
要使用密钥来加密文件，用户应通过密钥标签检索密钥。
% encrypt -a aes -K MyAESkeynumber1 -i encryptthisfile -o encryptedthisfile
要解密 encryptedthisfile 文件，用户应通过密钥标签检索密钥。
% decrypt -a aes -K MyAESkeynumber1 -i encryptedthisfile -o sameasencryptthisfile
示例 12-15 使用 AES 和口令短语进行加密和解密
在下面的示例中，将使用 AES 算法来加密文件。密钥基于口令短语生成。如果口令短语存储在某个文件中，则除了该用户之外，其他任何人都不能读取该文件。
% encrypt -a aes -i ticket.to.ride -o ~/enc/e.ticket.to.ride Enter passphrase: <Type passphrase> Re-enter passphrase: Type passphrase again
输入文件 ticket.to.ride 仍然以其原始形式存在。
要解密输出文件，用户应使用加密该文件的相同口令短语和加密机制。
% decrypt -a aes -i ~/enc/e.ticket.to.ride -o ~/d.ticket.to.ride Enter passphrase: <Type passphrase>
示例 12-16 使用 AES 和密钥文件进行加密和解密
在下面的示例中，将使用 AES 算法来加密文件。AES 机制使用 128 位（即 16 字节）密钥。
% encrypt -a aes -k ~/keyf/05.07.aes16 \ -i ticket.to.ride -o ~/enc/e.ticket.to.ride
输入文件 ticket.to.ride 仍然以其原始形式存在。
要解密输出文件，用户应使用加密文件时所用的密钥和加密机制。
% decrypt -a aes -k ~/keyf/05.07.aes16 \ -i ~/enc/e.ticket.to.ride -o ~/d.ticket.to.ride
示例 12-17 使用 ARCFOUR 和密钥文件进行加密和解密
在下面的示例中，将使用 ARCFOUR 算法来加密文件。ARCFOUR 算法接受 8 位（1 字节）、64 位（8 字节）或 128 位（16 字节）的密钥。
% encrypt -a arcfour -i personal.txt \ -k ~/keyf/05.07.rc4.8 -o ~/enc/e.personal.txt
要解密输出文件，用户应使用加密文件时所用的密钥和加密机制。
% decrypt -a arcfour -i ~/enc/e.personal.txt \ -k ~/keyf/05.07.rc4.8 -o ~/personal.txt
示例 12-18 使用 3DES 和密钥文件进行加密和解密
在下面的示例中，将使用 3DES 算法来加密文件。3DES 算法要求 192 位（24 字节）的密钥。
% encrypt -a 3des -k ~/keyf/05.07.des24 \ -i ~/personal2.txt -o ~/enc/e.personal2.txt
要解密输出文件，用户应使用加密文件时所用的密钥和加密机制。
% decrypt -a 3des -k ~/keyf/05.07.des24 \ -i ~/enc/e.personal2.txt -o ~/personal2.txt
故障排除
以下消息表明，所使用的算法不接受您提供给 encrypt 命令的密钥。
encrypt: unable to create key for crypto operation: CKR_ATTRIBUTE_VALUE_INVALID
encrypt: failed to initialize crypto operation: CKR_KEY_SIZE_RANGE
如果传递的密钥不满足算法的要求，您必须提供正确的密钥。
一种选择是使用口令短语。然后，框架提供满足要求的密钥。
第二种选择是传递算法接受的密钥大小。例如，DES 算法要求 64 位的密钥。3DES 算法要求 192 位的密钥。
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